2026年版・3-1

アンテナと電波伝搬の一問一答

1級電気通信工事施工管理技士(第一次検定)「電気通信設備(無線・放送・情報システム)」から、アンテナと電波伝搬に関する4択問題を10問。「答えと解説を見る」を開くと、正解とその理由がその場で読めます。会員登録は不要です。

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問題

上から順に解いてみてください。答えは各問の下で確認できます。本試験と同じく4択で出題しています。

問13-1

半波長ダイポールアンテナに関する記述として、最も適当なものはどれか。

  • ①素子の全長は波長の約2倍で、放射抵抗は約300Ωである。
  • ②水平に設置すると、水平面内の指向性は全方向で円形になる。
  • ③素子の全長は波長の約2分の1で、放射抵抗は約73Ωである。
  • ④給電点のインピーダンスは、素子の長さに関係なく一定である。
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正解 ③素子の全長は波長の約2分の1で、放射抵抗は約73Ωである。
解説
半波長ダイポールアンテナは、全長が波長の約2分の1の導線の中央から給電するアンテナで、放射抵抗(共振時の給電点インピーダンス)は約73Ωです。多くのアンテナの利得の基準にもなります。

他の選択肢について
・波長の約2倍・約300Ω:300Ωは折返し半波長ダイポールアンテナの給電点インピーダンス(約4倍の約292Ω)に近い値で、長さも誤りです。
・水平面内で円形:水平に設置した半波長ダイポールの水平面内の指向性は、素子と直角の方向に強い8の字形になります。
・長さに関係なく一定:素子の長さが共振長からずれると、インピーダンスは変化します。

覚え方のポイント
「半波長ダイポール=λ/2・約73Ω・8の字」。300MHzなら波長1m、素子の全長は約50cmです。
問23-1

八木・宇田アンテナに関する記述として、最も適当なものはどれか。

  • ①放射器の前方に反射器、後方に導波器を置き、全方向に等しく電波を放射する。
  • ②導波器の数を増やすほど、前方への利得は小さくなり、指向性は鈍くなる。
  • ③反射器は放射器より短く作り、導波器は放射器より長く作るのが一般的である。
  • ④放射器の前方に導波器、後方に反射器を置き、前方に鋭い単一指向性を持つ。
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正解 ④放射器の前方に導波器、後方に反射器を置き、前方に鋭い単一指向性を持つ。
解説
八木・宇田アンテナは、給電する放射器の前方に導波器、後方に反射器を並べたアンテナで、前方(導波器の方向)に鋭い単一指向性を持ちます。テレビの受信用などに広く使われています。

他の選択肢について
・前方に反射器・全方向に放射:導波器と反射器の位置が逆で、指向性も誤りです。
・導波器を増やすと利得が小さい:導波器の数を増やすほど、前方の利得は大きくなり指向性は鋭くなります。
・反射器が短く導波器が長い:反射器は放射器よりやや長く、導波器は放射器よりやや短く作ります。

覚え方のポイント
「前に導く(導波器・短い)、後ろで跳ね返す(反射器・長い)」。
問33-1

アンテナの利得に関する記述として、最も適当なものはどれか。

  • ①dBiは等方性アンテナ、dBdは半波長ダイポールを基準とした利得である。
  • ②dBiは半波長ダイポール、dBdは等方性アンテナを基準とした利得である。
  • ③同じアンテナの利得は、dBiで表してもdBdで表しても同じ値になる。
  • ④パラボラアンテナは、開口面の面積が小さいほど利得が大きくなる。
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正解 ①dBiは等方性アンテナ、dBdは半波長ダイポールを基準とした利得である。
解説
絶対利得(dBi)は、すべての方向に等しく電波を放射する仮想的な等方性アンテナを基準とした利得です。相対利得(dBd)は半波長ダイポールアンテナを基準とした利得で、絶対利得=相対利得+約2.15dB の関係があります。

他の選択肢について
・基準が逆:dBiのiは等方性(isotropic)、dBdのdはダイポール(dipole)を表します。
・同じ値になる:基準が違うため、dBiの値はdBdの値より約2.15dB大きくなります。
・面積が小さいほど利得が大きい:開口面の面積が大きいほど利得は大きくなります。

覚え方のポイント
「i=等方性、d=ダイポール、dBi=dBd+2.15」。
問43-1

電波の周波数帯の名称と範囲の組合せとして、最も適当なものはどれか。

  • ①UHF ― 30MHz〜300MHz
  • ②UHF ― 300MHz〜3GHz
  • ③VHF ― 300MHz〜3GHz
  • ④SHF ― 300kHz〜3MHz
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正解 ②UHF ― 300MHz〜3GHz
解説
周波数帯は10倍ごとに区切られています。HF(短波)3〜30MHz、VHF(超短波)30〜300MHz、UHF(極超短波)300MHz〜3GHz、SHF(センチメートル波)3〜30GHz、EHF(ミリ波)30〜300GHz です。

他の選択肢について
・UHFが30〜300MHz:これはVHFの範囲です。
・VHFが300MHz〜3GHz:これはUHFの範囲です。
・SHFが300kHz〜3MHz:これはMF(中波)の範囲です。

覚え方のポイント
「H(3M)→V(30M)→U(300M)→S(3G)→E(30G)」。地上デジタル放送はUHF、衛星放送はSHFです。
問53-1

電波の伝搬に関する記述として、最も適当なものはどれか。

  • ①超短波(VHF)以上の周波数は、電離層で反射され遠距離まで届きやすい。
  • ②マイクロ波は直進性が弱く、山などの障害物の裏側まで回り込みやすい。
  • ③短波(HF)は電離層で反射されるため、遠距離の通信に利用される。
  • ④周波数が高くなるほど、電波は障害物の裏側に回り込みやすくなる。
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正解 ③短波(HF)は電離層で反射されるため、遠距離の通信に利用される。
解説
短波(HF)は、上空の電離層で反射されて地表に戻ることをくり返すため、遠距離の通信や国際放送に利用されます。

他の選択肢について
・VHF以上は電離層で反射:VHF以上の電波は通常、電離層を突き抜けるため、主に見通し距離内の通信に使われます。
・マイクロ波は直進性が弱い:マイクロ波は直進性が強く、見通しのある区間で使います。
・周波数が高いほど回り込みやすい:周波数が高いほど直進性が強く、回り込み(回折)にくくなります。

覚え方のポイント
「低い周波数=回り込む・遠くへ(電離層)」「高い周波数=まっすぐ・見通し」。
問63-1

自由空間における電波の伝搬損失に関する記述として、最も適当なものはどれか。

  • ①伝搬損失は、距離の2乗に比例し、周波数が高いほど小さくなる。
  • ②伝搬損失は、距離の1乗に比例し、周波数の2乗に比例して増えていく。
  • ③送受信の距離が2倍になると、伝搬損失は約3dB増加する。
  • ④伝搬損失は、距離の2乗と周波数の2乗にそれぞれ比例して増える。
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正解 ④伝搬損失は、距離の2乗と周波数の2乗にそれぞれ比例して増える。
解説
自由空間伝搬損失は L=(4πd÷λ)² で表され、距離 d の2乗に比例し、波長 λ の2乗に反比例(周波数の2乗に比例)します。

他の選択肢について
・周波数が高いほど小さい:周波数が高いほど大きくなります。
・距離の1乗に比例:距離の1乗ではなく2乗に比例して大きくなります。
・距離2倍で約3dB:距離が2倍になると損失は4倍で、約6dB増加します。

覚え方のポイント
「距離2倍で+6dB、周波数2倍でも+6dB」。
問73-1

見通し内のマイクロ波回線で生じるフェージングとその対策に関する記述として、最も適当なものはどれか。

  • ①直接波と反射波の干渉による変動の対策として、スペースダイバーシティが有効である。
  • ②シンチレーションフェージングは、降雨で受信レベルが長時間大きく低下する現象である。
  • ③ダクト形フェージングは、雨滴による電波の散乱で生じ、降雨時に問題となる。
  • ④スペースダイバーシティは、同じ高さに並べた2つのアンテナで異なる周波数を受信する。
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正解 ①直接波と反射波の干渉による変動の対策として、スペースダイバーシティが有効である。
解説
フェージングは、受信電界が時間とともに変動する現象です。見通し内のマイクロ波回線では、直接波と大地や海面からの反射波の干渉や、大気の屈折率の変化などで生じます。直接波と反射波の干渉による変動には、高さの異なる2つのアンテナで受信し、良いほうを選ぶ(合成する)スペースダイバーシティが有効です。

他の選択肢について
・シンチレーションが降雨による長時間の低下:シンチレーションフェージングは、大気の屈折率の小さな乱れによる、変動幅の小さい速い変動です。降雨による受信レベルの低下は降雨減衰といいます。
・ダクト形は雨滴の散乱で生じる:雨による受信レベルの低下は降雨減衰です。ダクト形フェージングは、大気中に屈折率の異なる層(ラジオダクト)ができることで生じ、マイクロ波の見通し回線で問題になります。
・同じ高さで異なる周波数を受信:スペースダイバーシティは、垂直方向に間隔をあけた2つのアンテナで同じ電波を受信します。異なる周波数で受信するのは周波数ダイバーシティです。

覚え方のポイント
「ダイバーシティ=複数の経路で受けて、良いほうを使う」。空間(アンテナの高さを変える)・周波数・偏波などのダイバーシティがあります。
問83-1

マイクロ波以上の高い周波数帯の伝搬に関する記述として、最も適当なものはどれか。

  • ①電波の周波数が高くなるほど、降雨による減衰は小さくなっていく。
  • ②10GHzを超える周波数帯では、降雨による減衰が大きくなる。
  • ③降雨による減衰の大きさは、周波数に関係なく一定の値である。
  • ④降雨による減衰は、1GHz以下の周波数帯で最も大きくなる。
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正解 ②10GHzを超える周波数帯では、降雨による減衰が大きくなる。
解説
雨滴による電波の吸収や散乱は、周波数が高いほど大きくなり、特に10GHzを超える周波数帯では降雨減衰が問題になります。衛星放送(12GHz帯)が大雨のときに映りにくくなるのはこのためです。

他の選択肢について
・高いほど小さい:高いほど大きくなります。
・周波数に関係なく一定:周波数によって大きく異なります。
・1GHz以下で最も大きい:低い周波数帯では降雨減衰はほとんど問題になりません。

覚え方のポイント
「高い周波数ほど雨に弱い」。回線設計では、降雨減衰を見込んだ余裕(マージン)を確保します。
問93-1

見通し回線の設計で考慮するフレネルゾーンに関する記述として、最も適当なものはどれか。

  • ①送受信点を結ぶ直線上に障害物がなければ、周囲の空間は考えなくてよい。
  • ②フレネルゾーンの半径は、使う周波数が高くなるほど大きくなっていく。
  • ③送受信点を結ぶ直線の周りに、障害物のない空間を確保する必要がある。
  • ④フレネルゾーンの半径は、送受信点の中間で最も小さくなっている。
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正解 ③送受信点を結ぶ直線の周りに、障害物のない空間を確保する必要がある。
解説
電波は送受信点を結ぶ直線だけでなく、その周りの回転楕円体の範囲(フレネルゾーン)を通って伝わります。この範囲に建物や地形がかかると受信レベルが下がるため、見通し回線では障害物との間に十分なクリアランスを確保します。

他の選択肢について
・直線上だけ考えればよい:直線の周りの空間も考慮が必要です。
・周波数が高いほど大きい:フレネルゾーンの半径は波長が長い(周波数が低い)ほど大きくなります。
・中間で最も小さい:フレネルゾーンの半径は送受信点の中間で最も大きくなるため、経路の中ほどの障害物に特に注意します。

覚え方のポイント
「見通し=線ではなく太さのある通り道」。アンテナの高さは、地球の丸みと障害物のクリアランスから決めます。
問103-1

電波の偏波に関する記述として、最も適当なものはどれか。

  • ①水平偏波で送信した電波は、垂直偏波のアンテナでも同じレベルで受信できる。
  • ②衛星放送は、地上波と同じく、直線の水平偏波で送信されている。
  • ③偏波面が回転しながら進んでいく電波のことを、直線偏波と呼んでいる。
  • ④送受信のアンテナの偏波面を一致させないと、受信レベルが大きく低下する。
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正解 ④送受信のアンテナの偏波面を一致させないと、受信レベルが大きく低下する。
解説
電波の電界の向きを偏波といいます。送信側と受信側のアンテナの偏波を一致させないと、受信レベルが大きく低下します。テレビの受信アンテナを、放送局の偏波(水平・垂直)に合わせて取り付けるのはこのためです。

他の選択肢について
・垂直偏波のアンテナでも同じレベル:偏波が直交すると、理論上はほとんど受信できなくなります。
・衛星放送は直線の水平偏波:BS放送などは円偏波(右旋・左旋)を使っています。
・回転しながら進む電波が直線偏波:偏波面が回転しながら進む電波は円偏波です。

覚え方のポイント
「地上波=水平・垂直の直線偏波」「衛星放送=右旋・左旋の円偏波」。

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※本ページの問題・解説は、生成AI(人工知能)を活用して作成しています。

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